Velocidade específica

 

Tá lembrado?

 

Nunca ouviu falar?

 

Tá bem! Vamos ver com calma o que é e para que serve!

 

O que é?

 

É um parâmetro utilizado especialmente em bombas e turbinas.

 

Dependendo do número que a gente encontrar, dá para saber se o rotor da máquina tem fluxo radial, axial ou misto.

Caso das bombas

 

No caso das bombas, ela é o resultado desta conta:

 

$N_s=N Q^{1/2}/H^{3/4}$

 

Veja que o resultado não é adimensional. Por isto, é importante utilizar as unidades a seguir:

 

N (rotação de máquina) em rotações por minuto (rpm)

 

Q vazão da máquina) em metros cúbicos por segundo (m³/s)

 

H altura a que a máquina se encontra submetida (altura manométrica), em metros de coluna d’água (m H2O)

 

Veja, na figura a seguir, qual é a relação entre a velocidade específica e o tipo de rotor (impelidor).

 

 

De modo geral, em nossas aplicações utilizamos bombas de rotor radial. Veja o caso a seguir, em que desejamos bombear 10 litros por segundo (ou seja: 0,010 m³/s) contra uma altura de 30 metros, utilizando uma bomba cuja rotação é igual a 3550 rpm.

 

O cálculo a ser feito é:

 

$N_s=3550 (0,01)^{1/2}/30^{3/4} = 28$

 

Trata-se, portanto, de um rotor de fluxo radial.

 

 

Embora seja menos comum, podemos lidar com bombas destinadas a grandes vazões contra pequenas alturas. São instalações típicas de sistemas de irrigação em que a água, conduzida em canais, é extraída para atender às áreas laterais que atravessa.

 

Veja este caso, em que desejamos bombear 100 litros por segundo (ou seja: 0,10 m³/s) contra uma altura de 3 metros, utilizando uma bomba cuja rotação é igual a 3550 rpm.

 

O cálculo a ser feito é:

 

$N_s= 3550 (0,10)^{1/2}/3^{3/4} =492$

 

Trata-se, portanto, de um rotor de fluxo axial.

 

 

Existem também situações intermediárias. Considere que que desejamos bombear 50 litros por segundo (ou seja: 0,050 m³/s) contra uma altura de 15 metros, utilizando uma bomba cuja rotação é igual a 3550 rpm.

 

O cálculo a ser feito é:

 

$N_s=3550(0,05)^{1/2}/15^{3/4} =104$

 

Trata-se, portanto, de um rotor de fluxo misto.

 

 

Caso das turbinas

 

No caso das turbinas, ela é o resultado desta conta:

 

$N_s=10³n Q^{1/2}/(gH)^{3/4}$

 

Também neste caso, veja que o resultado não é adimensional. Por isto, é importante utilizar as unidades a seguir:

 

n (rotação de máquina) em rotações por segundo (rps)

 

Q vazão da máquina) em metros cúbicos por segundo (m³/s)

 

H altura a que a máquina se encontra submetida (altura útil), em metros de coluna d’água (m $H_2O$)

 

Veja, na figura a seguir, qual é a relação entre a velocidade específica e o tipo de rotor.

 

 

Veja o caso a seguir, em que desejamos turbinar 10 metros cúbicos que trabalha com uma altura útil de 20 metros, utilizando uma turbina cuja rotação é igual a 420 rpm (7 rps).

 

O cálculo a ser feito é:

 

$N_s=10^3×7 10^{1/2}/(9,8×20)^{3/4} =423$

 

Trata-se, portanto, de um rotor de fluxo axial (hélice).

 

 

Pra que mais serve a velocidade específica?

 

Além da utilidade apresentada acima - podemos conhecer o tipo de máquina que melhor se encaixa em nosso problema - a velocidade específica é muito útil para o estudo da cavitação em bombas.

 

Ele nos permite estimar o coeficiente de cavitação das bombas, com o qual podemos determinar o NPSH requerido e, dessa forma, evitar a ocorrência desse fenômeno nas estações elevatórias.

 

Mas isto é assunto para um texto específico deste blog!